Leukemia：新型纳米小核酸技术治疗急髓白血病临床前实验展现希望

过去几十年来，儿科急性髓系白血病 (AML) 在诊断、治疗、反应监测和结果方面取得了巨大进展。AML是一种罕见的儿童癌症，每年每100万儿童中约有7例发生，由于各个国家和国际间的合作不断发展， 涌现了大量新型抗白血病药物和新型治疗, 但治疗AML的最大挑战是控制毒性，特别是在骨髓再生和恢复正常造血方面。因此开发新颖的、更具白血病特异性的疗法十分必要。

近日，德国 法兰克福歌德大学儿童专科 的 克鲁斯曼教授 团队在 Leukemia 发表题为 Preclinical testing of miRNA-193b-3p mimic in acute myeloid leukemias 的文章，用脂质纳米颗粒 (LNP) 封装的miR-193b模拟物，采用儿童AML患者来源而异种移植 (PDX) 的模型，评估了miRNA-193p-3p (miR-193b)的治疗潜力。

以往的研究表明miR-193b在一系列遗传多样性的儿童和成人急性髓系白血病中表达低下，从而导致不理想的治疗效果。microRNA (miRNA，miR) 是一小段 (20-24 核苷酸) 非编码RNA，通过影响 mRNA的稳定性和翻译来参与和调控多细胞生物中转录后基因表达。miR-193b-3p通过靶向T细胞急性淋巴细胞白血病中的MYB癌基因而发挥肿瘤抑制因子的作用。在造血过程中，miR-193b通过向RAS-RAF-MEK-ERK级联的多个成员传递信号，根据激发物和细胞类型，而传递预防或诱导细胞凋亡的信号。

因此，研究人员假设恢复miR-193b功能可以提供抗白血病活性，而不影响正常的造血干细胞。为了开发一种恢复miR-193b功能的临床方法，研究人员使用半自动化平台将miR-193b模拟物封装到可电离的阳离子氨基纳米脂粒 (LNP/miR-193b) 中，该平台可确保GMP级纳米脂粒的生产，使其将来升级到临床应用。研究团队临床前研究结果显示：

1. LNP/miR-193b的靶向活性和抗白血病功效在体外得到了验证。研究人员通过使用来自代表高危急性髓系白血病7患者的异种移植系，4μg/ml的LNP/miR-193b剂量已显示出强大的抗癌细胞增殖和促细胞凋亡活性， 如图1所示。

图1  LNP/miR-193b 治疗在 AML 异种移植系中的感应度：A-细胞总数随时间的变化; B-凋亡的细胞数; C-细胞集落形成(CFU) 数；黑-阴性对照纳米脂粒; 红- miR-193b纳米脂粒。ML-DS-唐氏综合症高危粒细胞白血病; AMKL-急性巨核细胞白血病; KMT2Ar-组蛋白赖氨酸特异性 N-甲基转移酶 2A重组急性淋巴细胞白血病。

2. LNP/miR-193b在初始造血过程中的安全性。治疗干预措施必须在不影响健康干细胞的情况下根除白血病， 研究人员使用多色流式细胞法，在C57B/6 J小鼠身上对比了LNP/miR-193b或阴性对照组的造血细胞群。对Lin−Sca1+c-Kit+ (LSK) 细胞及其后代的详细谱系追踪分析表明，使用LNP/miR-193b后， miR-193b功能有所恢复， 但造血干细胞和祖细胞群没有受到影响， 如图2， A和B所示。

图2  LNP/miR-193b治疗在体内不影响造血干细胞：A-竖轴-cKIT又称为 CD117 和干细胞因子受体; 横轴-Sca-1或干细胞抗原-1在对照组和用药组中无区别表达；B-竖轴-Endoglin, 一个转化生长因子 (TGF)-β 超级家族配体的共受体; 横轴-CD150在对照组和用药组中无区别表达，表明长期多谱系干细胞群 (CD150+ HSC, 右上) 或谱系引发的多能祖细胞 群（CD150- MMP， 左下）都无影响。黑-LNP/Ctrl阴性对照; 红LNP/miR-193b纳米脂粒。

3. 研究人员还评估了纳米颗粒在体内的抗白血病作用。使用四株病人AML 异种移植系的小鼠， 对照组和治疗组在两周前后，白血病传播率（以hCD45+百分比计）的变化和卡普兰-迈耶（Kaplan-Meier）生存曲线如图3， D和E所示。

图3  LNP/miR-193b治疗在体内延缓白血病的增生：D-竖轴-%CD45, 其表达水平与肿瘤组织中细胞的数量成正比; 横轴-时间轴。E-卡普兰-迈耶生存曲线如图；黑-LNP/Ctrl阴性对照; 红LNP/miR-193b纳米脂粒。ML-DS-PDX唐氏综合症高危粒细胞白血病异种移植; KMT2Ar-PDX-组蛋白赖氨酸特异性 N-甲基转移酶 2A重组急性淋巴细胞白血病异种移植; AMKL-PDX急性巨核细胞白血病异种移植。

随着各种新兴创新疗法的出现，以及越来越多的国际合作，最终目标是治愈所有患有 AML 的儿童，同时减少不良反应、后期影响。使用合成寡核苷酸干扰 miRNA 表达已成为治疗白血病和其他恶性肿瘤的一种有前景的方法。这篇临床前试验数据证实了短暂恢复miR-193b 具有很强的抗白血病作用，临床使用LNP/miR-193b 可能会提高疗效和/或延缓耐受性。